【核心素养目标】18.4焦耳定律 教案 -2023-2024学年人教版物理九年级上学期

【核心素养目标】18.4焦耳定律教案-2023-2024学年人教版物理九年级上学期主备人备课成员教学内容教材章节：人教版物理九年级上学期第十八章第4节焦耳定律

内容列举：

1.焦耳定律的定义及其表达式：Q=I²Rt。

2.电热效应的概念及其在实际中的应用。

3.电热器的工作原理和分类。

4.实验探究电流产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系。

5.焦耳定律在生活中的应用及安全注意事项。核心素养目标1.科学探究与创新能力：通过实验探究电流产生的热量与电流大小、电阻大小、通电时间的关系，培养学生提出假设、设计实验、分析数据、得出结论的能力。

2.科学思维能力：引导学生运用物理知识解释电热现象，培养学生的科学思维和解决问题的能力。

3.科学态度与责任感：培养学生严谨的科学态度，关注实验安全，提高对物理实验的敬畏心，增强责任感。

4.生活实践能力：使学生能够将焦耳定律应用于实际生活，了解电热器的工作原理，提高生活实践能力。重点难点及解决办法重点：

1.焦耳定律的理解和应用。

2.电热效应及其在生活中的应用。

难点：

1.焦耳定律实验数据的收集与分析。

2.电热器工作原理的深入理解。

解决办法：

1.通过设计直观的实验，如使用不同电阻的导体进行电流热效应实验，让学生直观感受电流产生的热量与电阻的关系，引导学生观察并记录实验数据，通过数据分析来理解焦耳定律。

2.引导学生通过绘制图表来直观展示电流、电阻和通电时间与热量的关系，帮助学生形成清晰的概念。

3.利用实际电热器作为教具，讲解其工作原理，并结合电路图分析其内部电路结构，帮助学生理解电热器的工作原理。

4.在课堂上通过实例分析和讨论，将焦耳定律与实际生活相结合，让学生在具体情境中应用所学知识，增强理解和记忆。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：人教版物理九年级上学期教材，确保每位学生都有。

2.辅助材料：收集与焦耳定律相关的教学视频、动画和图表，用于课堂展示和辅助讲解。

3.实验器材：电流表、电压表、电阻箱、导线、电源、热量计、实验用电阻丝等，提前检查确保器材完好无损。

4.教室布置：设置实验操作区，保证每组学生都有足够的空间进行实验操作，同时预留讨论区以便学生交流讨论。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：提出问题“为什么电热水壶能加热水？”让学生思考电热在日常生活中的应用。

-回顾旧知：简要回顾上一节课学习的电流、电压和电阻的基本概念，为学习焦耳定律打下基础。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：详细讲解焦耳定律的定义、表达式Q=I²Rt，解释电流产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间的关系。

-举例说明：通过计算实例，展示如何使用焦耳定律来解决实际问题，例如计算电热水壶加热一定量水所需的电能。

-互动探究：分组进行实验，每组使用不同的电阻丝，记录不同电流和通电时间下产生的热量，引导学生分析数据，探讨焦耳定律的应用。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：学生在纸上完成几个与焦耳定律相关的计算题，加深对公式的理解和应用。

-教师指导：在学生完成练习的过程中，教师巡回指导，帮助学生解决计算中的问题，确保每个学生都能正确应用焦耳定律。

4.拓展延伸（约15分钟）

-讨论电热器的工作原理和类型，让学生举例说明家用电器中哪些设备利用了焦耳定律。

-分析电热器使用中的安全问题，讨论如何防止电热器过热和火灾风险。

5.总结反馈（约10分钟）

-教师总结本节课的主要内容，强调焦耳定律的重要性。

-学生反馈学习中的困惑和收获，教师给予解答和肯定。

6.作业布置

-布置相关的作业，包括焦耳定律的计算题和电热器工作原理的简答题，要求学生课后完成并提交。教学资源拓展1.拓展资源：

-相关物理学家介绍：介绍焦耳定律发现者詹姆斯·普雷斯科特·焦耳的生平和科学贡献。

-电热效应的深入探讨：包括电热效应的原理、应用领域以及在不同条件下的表现形式。

-电热器发展历史：介绍电热器从发明到现代的发展历程，以及不同类型电热器的特点。

-能源转换效率分析：探讨电流转换为热能的效率问题，以及如何提高电热转换效率。

-现代电热技术应用：介绍现代工业和生活中电热技术的应用，如电热焊接、电热医疗设备等。

2.拓展建议：

-阅读拓展：建议学生课后阅读关于焦耳和电热效应的科普文章，加深对焦耳定律历史背景和科学意义的理解。

-实践活动：鼓励学生在家中或实验室进行简单的电热实验，观察电流产生的热量，并记录实验结果。

-研究项目：指导学生选择一个电热技术应用的话题，进行小型研究项目，从资料收集到实验验证，最后撰写研究报告。

-观看视频资料：推荐学生观看关于电热效应和电热器工作的科普视频，以直观的方式加深理解。

-安全教育：开展电热器使用安全教育活动，让学生了解如何安全使用家用电器，防止电热器引起的火灾等安全事故。

-学术竞赛：鼓励学生参加物理知识竞赛或科技创新大赛，通过竞赛形式检验和提升自己的物理知识水平。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《物理世界》杂志中关于焦耳定律的科普文章，以及《物理学史》中焦耳定律的发现过程。

-视频资源：科普视频《电流的热效应》和《电热器的工作原理与安全使用》。

2.拓展要求：

-阅读材料：学生在课后阅读推荐的科普文章，了解焦耳定律的科学背景和实际应用，并撰写简短的读后感，分享自己的认识和体会。

-观看视频：学生观看视频资源，通过视觉和听觉的结合，更深入地理解电流的热效应和电热器的工作原理，并记录下视频中的关键信息和知识点。

-实践活动：鼓励学生在家中尝试简单的电热实验，如使用不同电阻值的电阻丝进行实验，观察和记录电流大小和产生的热量之间的关系，尝试解释实验结果。

-研究作业：布置学生以小组为单位，选择一个与焦耳定律相关的课题进行深入研究，如电热器在生活中的应用、电热效应在工业中的利用等，最终提交一份研究报告。

-问题解答：教师通过线上或线下方式为学生提供解答疑问的服务，帮助学生解决在自主学习过程中遇到的问题，指导学生如何查找资料、如何设计实验等。

-反馈交流：鼓励学生在下一次课堂上分享自己的拓展学习成果，包括实验发现、阅读感悟和视频学习心得，促进班级内的交流和讨论。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了焦耳定律，理解了电流通过导体时产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间的关系。通过实验探究，我们发现电流产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。我们还讨论了焦耳定律在生活中的应用，如电热器的工作原理，以及如何安全使用电热器。

当堂检测：

1.请写出焦耳定律的表达式，并解释每个字母代表的意义。

2.如果一个电阻为10Ω的导体通过2A的电流，持续通电5分钟，请问产生的热量是多少？

3.电热器的工作原理是什么？请结合焦耳定律简要说明。

4.在使用电热器时，有哪些安全注意事项？

5.请举例说明焦耳定律在生活中的一个应用。

（学生完成后，教师进行批改和点评，对学生的掌握情况进行评估，并对不足之处进行针对性讲解。）

检测答案：

1.焦耳定律表达式为Q=I²Rt，其中Q代表热量，I代表电流，R代表电阻，t代表通电时间。

2.Q=I²Rt=(2A)²*10Ω*5min*60s/min=12000J

3.电热器的工作原理是利用电流通过电阻丝产生热量，将电能转化为热能，从而加热物体。

4.使用电热器的安全注意事项包括：确保电热器在干燥环境中使用，不要将电热器放在易燃物附近，使用时不要触摸加热元件，避免过载使用等。

5.焦耳定律在生活中的应用举例：电热水壶加热水，电饭煲煮饭，电暖气取暖等。板书设计1.焦耳定律

①焦耳定律定义：电流通过导体时产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。

②焦耳定律表达式：Q=I²Rt

③重点词汇：热量（Q）